Pārsprieguma, strāvas, pārejoša sprieguma un apgrieztās polaritātes aizsardzības ķēde, izmantojot RT1720 karstā mijmaiņas kontrolieri ar defektu taimeri

Bieži vien elektroniskajā ķēdē ir absolūti nepieciešams izmantot īpašu aizsardzības ierīci, lai pasargātu ķēdi no pārsprieguma, pārslodzes, pārejoša sprieguma un apgrieztās polaritātes utt. Tātad, lai pasargātu ķēdi no šiem pārspriegumiem, Richtek Semiconductor ieviesa RT1720A IC, kas ir pārāk vienkāršota aizsardzības IC, kas paredzēta vajadzību apmierināšanai. Zemu izmaksu mazais izmērs un ļoti maz komponentu prasību padara šo ķēdi ideāli piemērotu daudzām dažādām praktiskām un iegultām lietojumprogrammām.

Tātad šajā rakstā es izstrādāju, aprēķinu un pārbaudīšu šo aizsardzības ķēdi, un beidzot būs detalizēts video, kurā parādīta ķēdes darbība, tāpēc sāksim. Pārbaudiet arī mūsu iepriekšējās aizsardzības shēmas.

IC RT1720

Tas ir lēts aizsardzības IC, kas paredzēts ieviešanas vienkāršošanai. Jautrs fakts par IC ir tas, ka šī IC izmērs ir tikai 4,8 x 2,9 x 0,75 mm. Tāpēc neapmāniet attēlu, šis IC ir ārkārtīgi niecīgs, un tapas solis ir tikai 0,5 mm.

IC RT1720 funkcijas:

Plašs ieejas darbības diapazons: no 5V līdz 80V
Negatīvs ieejas sprieguma vērtējums līdz −60V
Regulējams izejas skavas spriegums
Pielāgojama pārslodzes aizsardzība
Programmējams taimeris aizsardzībai pret bojājumiem
Zema izslēgšanas strāva
Iekšējā uzlādes sūkņa N-MOSFET piedziņa
Ātra 80mA MOSFET izslēgšanās pārspriegumam
Kļūdas izvades norāde

Funkciju saraksts un izmēru parametri tiek ņemti no datu lapas.

Ķēdes shēma

Kā minēts iepriekš, šo ķēdi var izmantot:

Pārejoša sprieguma pārsprieguma slāpētājs
Pārsprieguma aizsardzības ķēde
Pārslodzes aizsardzības ķēde
Pārsprieguma aizsardzības ķēde
Apgrieztās polaritātes aizsardzības ķēde

Pārbaudiet arī mūsu iepriekšējās aizsardzības shēmas:

Ieslēdziet strāvas ierobežošanu, izmantojot NTC termistoru
Pārsprieguma aizsardzības ķēde
Īssavienojuma aizsardzības ķēde
Reversās polaritātes aizsardzības ķēde
Elektroniskais automātiskais slēdzis

Nepieciešamās sastāvdaļas

Sl. Nē	Daļas	Tips	Daudzums
1	RT1720	IC	1
2	MMBT3904	Tranzistors	1
3	1000pF	Kondensators	1
4	1N4148 (BAT20J)	Diode	1
5	470uF, 25V	Kondensators	1
6	1uF, 16V	Kondensators	1
7	100 000, 1%	Rezistors	4
8	25mR	Rezistors	1
9	IRF540	Mosfets	2
10	Barošanas bloks	30 V, līdzstrāva	1
11	Savienotājs 5mm	Vispārējs	2
10	Cladboard	Vispārējs	1

Kā darbojas šī aizsardzības ķēde?

Rūpīgi aplūkojot iepriekš minēto shēmu, jūs varat redzēt, ka ievadei ir divi termināli, bet izejai - citi. Ieejas spriegums tiek ievadīts caur ieejas spaili.

100K pull-up rezistoru R8 atvelk SHDN pin augsts. Tātad, padarot šo tapu augstu iespējotu IC.

25mR rezistoru R7 iestata pašreizējo ierobežojumu šī IC. Ja vēlaties uzzināt, kā es saņēmu pašreizējā sensora rezistora 25mR vērtību, to varat atrast šī raksta aprēķinu sadaļā.

Transistors T1, diode D2, rezistors R6 un MOSFET Q2 kopā veido reversās polaritātes aizsardzības ķēdi. Parasti, kad spriegums tiek piemērots ķēdes VIN tapai, spriegums vispirms velk SHDN tapu augstu un baro IC caur VCC tapu, tad tas plūst caur strāvas jutības rezistoru R6, tagad diode D2 ir novirzīts uz priekšu, tas padara tranzistoru T1 ieslēgtu un strāvu plūst caur tranzistoru, kas padara MOSFET Q2, kas arī ieslēdz Q1, un tagad strāva var plūst tieši caur MOSFET uz slodzi.

Tagad, kad VIN terminālim tiek piemērots pretējs spriegums, diode D2 ir apgrieztā slīpuma stāvoklī un tagad nevar plūst caur MOSFET. Rezistori R3 un R4 veido sprieguma dalītāju, kas darbojas kā atgriezeniskā saite, kas nodrošina aizsardzību pret pārspriegumu. Ja vēlaties uzzināt, kā es aprēķināju rezistora vērtības, to varat atrast šī raksta aprēķinu sadaļā.

MOSFET Q1 un Q2 veido ārēju N-MOSFET slodzes slēdzi. Ja spriegums paaugstinās virs iestatītā sprieguma, ko iestata ārējais atgriezeniskais rezistors, pārsniedz sliekšņa spriegumu, RT1720 IC līnija regulē, izmantojot ārējo slodzes slēdzi MOSFET, līdz regulējamais defektu taimeris iedarbojas un izslēdz MOSFET, lai novērstu pārkaršanu.

Kad slodze ir lielāka par pašreizējo iestatīto punktu (ko nosaka ārējais sensora rezistors, kas savienots starp SNS un VCC), IC kontrolē slodzes slēdzi MOSFET kā strāvas avotu, lai ierobežotu izejas strāvu, līdz bojājuma taimeris atslēdzas un izslēdzas MOSFET. Arī FLT izeja ir zema, norādot par kļūdu. Slodzes slēdzis MOSFET paliek ieslēgts, līdz VTMR sasniedz 1,4 V, dodot laiku jebkurai sistēmas uzkopšanai, pirms MOSFET izslēdzas.

RT1720 atvērtās notekas PGOOD izeja palielinās, kad slodzes slēdzis pilnībā ieslēdzas un MOSFET avots tuvojas tā iztukšošanas spriegumam. Šo izejas signālu var izmantot, lai iespējotu pakārtotās ierīces vai signalizētu sistēmu, ka tagad var sākties normāla darbība.

IC SHDN ieeja atspējo visas funkcijas un samazina VCC mierīgo strāvu līdz 7μA.

Piezīme. Informācija par iekšējo funkcionalitāti un shēmu tiek ņemta no datu lapas.

Piezīme: Šis IC bez bojājumiem iztur pretēju barošanas spriegumu līdz 60 V zem zemes

Kontūru uzbūve

Demonstrēšanai šī pārsprieguma un strāvas aizsardzības ķēde tiek konstruēta uz roku darbs PCB ar shēmas palīdzību; Lielākā daļa šajā apmācībā izmantoto komponentu ir uz virsmas piestiprināti komponenti, tāpēc lodēšanai un visu salikšanai obligāts ir PCB.

Piezīme! Visas sastāvdaļas tika novietotas pēc iespējas tuvāk, lai samazinātu parazītu kapacitāti, induktivitāti un pretestību

Aprēķini

Šīs IC datu lapa sniedz mums visu nepieciešamo informāciju, lai aprēķinātu defektu taimeri, pārsprieguma aizsardzību un pārslodzes aizsardzību šai IC.

Kļūdu taimera kondensatora aprēķins

Ilgstošas kļūmes gadījumā GATE atkārtoti ieslēgsies un izslēgsies. Ieslēgšanas un izslēgšanas laiku (tGATE_ON un tGATE_OFF) kontrolē TMR uzlādes un izlādes strāvas (iTMR_UP un iTMR_DOWN) un sprieguma starpība starp TMR fiksatora un atbloķēšanas sliekšņiem (VTMR_L - VTMR_UL):

t _{GATE_ON} = C _TMR * (_{VTMR_L} - _{VTMR_UL}) / (i _{TMR_UP}) tGATE_ON = 4.7uF x (1.40V - 0.5V) / 25uA = 169 mS t _{GATE_OFF =} C _{TMR *} (V _{TMR_L -} V _{TMR_UL}) / (i _{TMR_DOWN)}) tGATE_OFF = 4,7uF x (1,40 V - 0,5 V) / 3uA = 1,41 S

Pašreizējās jutības pretestības aprēķins

Pašreizējo sensora rezistoru var aprēķināt pēc šādas formulas

Rsns = VSNS / ILIM = 50mV / 2A = 25mR

Piezīme: datu lapā norādītā 50mV vērtība

Pārsprieguma aizsardzības aprēķins

VOUT_OVP = 1,25 V x (1+ R2 / R1) = 1,25 x (1+ 100 k / 10 k) = 1,25 x (11) = 13,75 V

Pārsprieguma un strāvas aizsardzības ķēdes pārbaude

Lai pārbaudītu ķēdi, tiek izmantoti šādi rīki un iestatīšana,

12V slēdža režīma barošanas avots (SMPS)
Meco 108B + multimetrs
Hantech 600BE USB datora osciloskops

Lai izveidotu ķēdi, tiek izmantoti 1% metāla plēves rezistori, un kondensatoru pielaide netiek ņemta vērā.

Pārbaudes laikā istabas temperatūra bija 22 grādi pēc Celsija.

Testa iestatīšana

Lai pārbaudītu ķēdi, tiek izmantota šāda iestatīšana

Demonstrācijas nolūkos es izmantoju sprieguma pārveidotāju, lai mainītu ķēdes ieejas spriegumu

10 omu jaudas rezistori darbojas kā slodzes,
Slēdzis ir paredzēts, lai ātri pievienotu lieko slodzi. To varat novērot zemāk sniegtajā videoklipā.
Meho 108B +, kas parāda ieejas spriegumu.
Meho 450B +, kas parāda slodzes strāvu.

Tagad, kā jūs varat redzēt iepriekš redzamajā attēlā, esmu palielinājis ieejas spriegumu, un IC sāk ierobežot strāvu, jo tas tagad ir vainīgs.

Ja ķēdes darbības princips jums nav skaidrs, lūdzu, noskatieties videoklipu.

Piezīme: Lūdzu, ņemiet vērā, ka demonstrācijas nolūkos esmu palielinājis kļūdas taimera vērtību.

Pieteikumi

Tas ir ļoti noderīgs IC, un to var izmantot daudzām lietojumprogrammām, dažas no tām ir uzskaitītas zemāk

Automobiļu / aviācijas pārsprieguma aizsardzība
Hot-Swap / Live ievietošana
Augšpusējs slēdzis ar baterijām darbināmām sistēmām
Raksturīgās drošības programmas
Reversās polaritātes aizsardzība

Es ceru, ka jums patika šis raksts un uzzinājāt kaut ko jaunu. Turpiniet lasīt, turpināt mācīties, turpināt veidot, un es jūs redzēšu nākamajā projektā.